(57)【要約】【課題】電磁式比例弁において、開度制御弁に連結して駆動する摺動部材の摩擦を低減させて作動精度を向上させる。【解決手段】ボビン１６の外周に巻回されたコイル１７に電流を入力して、ボビン１６の内周に遊嵌されたプランジャ１９（可動鉄心）を進退移動させることにより、プランジャ１９に連結している開度制御弁１５の通過開度を制御して主流体供給ポート１４と主流体出力ポート１３間の主流体Ｆｍの通過量を入力電流値に対し比例制御させる。プランジャ１９の外周に位置してボビン１６の内周に固定されたエアベアリング２１（静圧気体軸受）に軸受用流体Ｆｂを供給することで、プランジャ１９とエアベアリング２１との間に薄い流体膜を形成しプランジャ１９を支持する。プランジャ１９は摩擦抵抗を受けずに円滑に進退移動できるため、電磁式比例弁１は作動精度や調整精度が向上する。【選択図】    図２
2005061443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻回されたボビンと、
前記ボビンの収容穴に進退自在に設けられた可動鉄心と、
前記可動鉄心に前記ボビンから弁座の方向へ押圧力を付加する押圧弾性部材と、
主流体供給ポートと主流体出力ポートの間に連通して設けられ、前記可動鉄心の進退変位に連動して主流体を通過させる開度が制御される開度制御弁と、
軸受用流体を前記ボビンの前記収容穴の側面に導入する軸受用流体供給路と、前記ボビンの前記収容穴の側面に設けられ、前記可動鉄心の側面との間に前記軸受用流体を噴射して流体膜を形成する静圧気体軸受とを有することを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁式比例弁において、前記静圧気体軸受は多孔質材料で形成されたエアベアリングであることを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の電磁式比例弁において、前記軸受用流体供給路が前記主流体供給ポートに連通し、前記軸受用流体は前記主流体から一部抽気した流体であることを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項４】
請求項１または２記載の電磁式比例弁において、軸受用流体が前記主流体から独立して供給されるものであることを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁式比例弁において、前記開度制御弁がダイヤフラム弁であって、前記静圧気体軸受を通過した後の軸受用流体の流通経路と主流体の流通経路とが隔絶されていることを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁式比例弁において、前記開度制御弁がポペット弁であって、前記静圧気体軸受を通過した後の軸受用流体の流通経路が前記主流体供給ポートに連通していることを特徴とする電磁式比例弁。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁式比例弁において、前記ボビンには前記収容穴に導入された軸受用流体を前記コイルにまで導入する冷却孔が形成されていることを特徴とする電磁式比例弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドにより開度制御弁の通過開度を制御することで主流体の流量や圧力を比例制御して出力する電磁式比例弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体または液体などによる主流体の流量または圧力を制御する比例弁のひとつとして、供給する電流値の大きさに比例して開度制御弁における流体の通過する開度を制御する電磁式比例弁がある。一般的にこの電磁式比例弁には、筒形状のボビンの外周側にコイルを巻回し、内周側に可動鉄心であるプランジャをばね力で押圧しながら進退移動自在に設けた構成のソレノイドが多く用いられており、そして通過孔を有する弁座（またはスリーブなど）とそれを閉止可能な弁体とで構成する開度制御弁を主流体の供給ポートと出力ポートの間の流路に設け、プランジャに弁体を連結させて開度制御弁の通過開度を連続的に制御するものである。
【０００３】
このような電磁式比例弁によれば、コイルに供給する電流値にほぼ比例してプランジャの進退移動変位が変化し、それによりプランジャに連結している弁体と弁座の間の開度も制御できることから、通過孔を通過する主流体の流量または圧力を制御できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プランジャは筒形状のボビンの内周に嵌合して摺動する構成であることから、それらの間には必然的に摩擦力が生じてしまうことになる。この摩擦力は、プランジャに連結する開度制御弁の操作において、開度制御のリニアリティ（比例線形性）に狂いを生じさせたり、ヒステリシス（履歴現象）を生じさせる原因となり、さらに経年変化などによってこの摩擦力が増加することで、その作動精度や調整精度に大きく弊害を与える要因となっている。
【０００５】
本発明の目的は、開度制御弁に連結して駆動する摺動部材の摩擦を低減させて作動精度を向上させた電磁式比例弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁式比例弁は、コイルを巻回されたボビンと、ボビンの収容穴に進退自在に設けられた可動鉄心と、可動鉄心に押圧力を付加する押圧弾性部材と、主流体供給ポートと主流体出力ポートの間に設けられて可動鉄心の進退変位に連動して通過開度が制御される開度制御弁と、軸受用流体をボビンの収容穴の側面に導入する軸受用流体供給路と、ボビンの収容穴の側面に設けられて可動鉄心の側面との間に軸受用流体を噴射して流体膜を形成する静圧気体軸受とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の電磁式比例弁は、静圧気体軸受は多孔質材料で形成されたエアベアリングであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電磁式比例弁は、軸受用流体供給路が主流体供給ポートに連通し、軸受用流体は主流体から一部抽気した流体であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電磁式比例弁は、軸受用流体が主流体から独立して供給されるものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電磁式比例弁は、開度制御弁がダイヤフラム弁であって、静圧気体軸受を通過した後の軸受用流体の流通経路と主流体の流通経路とが隔絶されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電磁式比例弁は、開度制御弁がポペット弁であって、静圧気体軸受を通過した後の軸受用流体の流通経路が主流体供給ポートに連通していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電磁式比例弁は、ボビンには収容穴に導入された軸受用流体をコイルにまで導入する冷却孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である電磁式比例弁を示す斜視図であり、図２（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う断面図であり、図２（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図である。本実施の形態の電磁式比例弁は、静圧気体軸受に供給する軸受流体を主流体の一部から転用して供給するものである。
【００１４】
図１において、電磁式比例弁１は直方体形状の弁ブロック２と、この弁ブロック２の図中上面に取り付けた円柱形状のソレノイド３と、このソレノイド３を３方で覆って弁ブロック２に固定するハウジング４とを有している。弁ブロック２は、直方体をソレノイド３の軸方向に２つに分割した形状の第１ブロック２ａと第２ブロック２ｂを有し、第１ブロック２ａにはハウジング４を嵌め込ませるための切り欠き部５が２箇所形成されている。第１ブロック２ａと第２ブロック２ｂが重なった状態で図示しないねじ部材により一体に固定されている。
【００１５】
ハウジング４は、ソレノイド３の端面に接触する位置の端板部４ａとその両側から直角に曲がった２つの側板部４ｂとで一体に形成されたコの字形状のものであり、２つの側板部４ｂがそれぞれ切り欠き部５にはまって第１ブロック２ａを挟みこみ、各側板部４ｂに形成した貫通溝４ｃに固定ねじ６を貫通させて第１ブロック２ａにねじ結合することで、ソレノイド３とハウジング４が弁ブロック２に固定されるようになっている。また後述するソレノイド３の固定ステム１８が、ハウジング４の端板部４ａを貫通突出しロックナット７でねじ止めされている。
【００１６】
図２において、第１ブロック２ａと第２ブロック２ｂは互いの接触面にそれぞれ第１流体圧室８と第２流体圧室９が重なる配置で形成されており、その間には弾性材料からなるダイヤフラム１０が挟まれて２つの流体圧室８，９を区画している。第２流体圧室９には先端に通過孔１１が形成された弁座１２が形成されており、通過孔１１は第２ブロック２ｂの側面に形成された主流体供給ポート１４に連通し、第２流体圧室９は反対側の側面に形成された主流体出力ポート１３に連通している。ダイヤフラム１０は外周側のコンボリューション１０ａがたわむことで中心側の円形閉止部１０ｂが弁座１２に当接されて通過孔１１を閉止できるようになっている。
【００１７】
弁座１２とダイヤフラム１０は併せてダイヤフラム弁で構成される開度制御弁１５であり、弁座１２の通過孔１１の開口部とダイヤフラム１０との間の距離、つまり通過開度を制御することで主流体供給ポート１４と主流体出力ポート１３間の主流体Ｆｍの通過量を制御できるようになっている。本実施の形態において主流体Ｆｍは、主流体供給ポート１４に接続された図示しない圧縮ポンプなどの圧縮空気供給源から供給される圧縮空気（正圧気体）とする。
【００１８】
ソレノイド３は、円筒部１６ａを有してその一端と途中位置の２箇所に円形フランジ１６ｂを有するボビン１６と、このボビン１６の２つの円形フランジ１６ｂの間で円筒部１６ａの外周に巻回されたコイル１７と、ボビン１６の円筒部１６ａの内周で外方端部に固定された固定ステム１８と、同じくボビン１６の円筒部１６ａの内周（収容穴）の第２ブロック２ｂ側に遊嵌されたプランジャ１９（可動鉄心）と、固定ステム１８とプランジャ１９の間に挟まれるように設置された圧縮ばね２０（押圧弾性部材）と、プランジャ１９の外周に位置してボビン１６の内周側に固定された静圧気体軸受としてのエアベアリング２１とを有している。
【００１９】
ボビン１６の円筒部１６ａで第１ブロック２ａ内に挿入している部分の外周には、軸受用流体Ｆｂを流通させるための外周流通溝２２が形成されている。また、円筒部１６ａの内周でエアベアリング２１の外周の位置には、エアベアリング２１の外径より少し大きい内径の流通チャンバ２３が形成されており、この流通チャンバ２３と外周流通溝２２の間を連通させるための連通孔２４がボビン１６に円周方向に複数配置されている。円筒部１６ａの内周側で、エアベアリング２１の固定位置と固定ステム１８の固定位置の間には、エアベアリング２１の内径より大きく外径より小さい冷却用チャンバ２５が形成されている。この冷却用チャンバ２５は、２つの円形フランジ１６ｂの間でコイル１７が巻回されている円筒部１６ａの外周と、円周方向に複数配置された冷却孔２６で連通されている。
【００２０】
コイル１７には図示しない制御装置が接続されており、この制御装置によってコイル１７は連続的または多段階的に増減制御された電流が入力されるようになっている。
【００２１】
エアベアリング２１は、焼結金属、焼結樹脂、焼結カーボンなどの多孔質材料で構成される厚さ寸法の小さい円筒形状物であって、ボビン１６の内周側で流通チャンバ２３を内側から塞ぐ配置に固定されている。流通チャンバ２３内に供給される軸受用流体Ｆｂがエアベアリング２１とボビン１６との間から漏れることのないよう、ボビン１６はエアベアリング２１に対してその内周嵌合部分を焼き嵌めて固定することが望ましい。
【００２２】
固定ステム１８は、外周固定部１８ａと調整ねじ１８ｂの２つの磁性材料部材で構成されており、円筒形状に形成された外周固定部１８ａは、その鍔部とロックナット７とでハウジング４を挟んで固定され、調整ねじ１８ｂは外周固定部１８ａに形成されたねじ孔２７に軸方向でねじ送り可能にねじ結合されている。外周固定部１８ａのボビン１６内部側に位置する端部には後述するプランジャ１９の挿入端部が挿入可能な挿入穴１８ｃが形成されており、また外周固定部１８ａのねじ孔２７の内径は圧縮ばね２０を挿入可能な径で形成されている。
【００２３】
プランジャ１９は磁性材料からなる円柱形状物であり、エアベアリング２１の内周に対してわずかな隙間で遊嵌し軸方向に沿って進退自在に取り付けられている。プランジャ１９のボビン１６内部側に位置する方の端部には、対向する固定ステム１８の挿入穴１８ｃに挿入可能な小径の挿入端部１９ａが形成されており、その端面からプランジャ１９の内部にむかって順にフランジ付き円筒キャップ２８を挿入させた大径孔１９ｂと、コイルばねの形態の圧縮ばね２０を挿入可能な径の中径孔１９ｃと、圧縮ばね２０より径の小さい小径孔１９ｄとが一体に形成されている。
【００２４】
固定ステム１８のねじ孔２７内で調整ねじ１８ｂの端面からプランジャ１９の中径孔１９ｃまでが圧縮ばね２０を収容するばね圧力室２９を形成しており、その中に圧縮ばね２０を設置することでプランジャ１９は常にボビン１６から弁座１２への方向に押圧力としてのばね力を受けるようになっている。このように構成されたソレノイド３は、制御装置からの入力電流に対して比例する磁気的吸引力でプランジャ１９を軸方向に変位させ、その変位は入力電流に比例する。また調整ねじ１８ｂをねじ送りしてその位置を変えることにより、プランジャ１９に付加する圧縮ばね２０のばね力を変えることができ、それによりソレノイド３のソレノイド電流とプランジャ１９の変位特性を調整することができる。
【００２５】
プランジャ１９の第１流体圧室８内に位置するその端面には結合円板３０を介してダイヤフラム１０の円形閉止部１０ｂが結合されており、プランジャ１９の進退移動によってダイヤフラム１０の円形閉止部１０ｂと弁座１２との間の通過開度が制御される。すなわち、コイル１７への入力電流を止めた場合には、圧縮ばね２０のばね力によりプランジャ１９がソレノイド３から突出して円形閉止部１０ｂと通過孔１１を密着閉止させ、開度制御弁１５は閉弁状態となってプランジャ１９は前進限位置となる。またコイル１７への入力電流を最も多くした場合には、プランジャ１９がソレノイド３の内部に引き込んで円筒キャップ２８が固定ステム１８に接触することで後退限位置となり、開度制御弁１５は円形閉止部１０ｂと通過孔１１との間の隙間を最も広げた開弁状態となる。そしてコイル１７への入力電流値をその間で連続的に変化させることにより、プランジャ１９が入力電流値に比例して前進限位置と後退限位置の間を進退移動することになり、またプランジャ１９の進退変位に比例して開度制御弁１５の通過開度および主流体Ｆｍの通過量が増減することになる。
【００２６】
そして本実施の形態の電磁式比例弁１においては、静圧気体軸受であるエアベアリング２１に供給する軸受用流体Ｆｂとして主流体Ｆｍから一部抽気した流体を利用するものとし、そのためにエアベアリング２１に軸受用流体Ｆｂを供給する軸受用流体供給路３１は、主流体供給ポート１４からボビン１６の外周流通溝２２までの間を連通させるよう第１ブロック２ａと第２ブロック２ｂに渡って形成されている。またエアベアリング２１を通過した軸受用流体Ｆｂの一部はプランジャ１９側面に沿って第１流体圧室８に流れ込むが、これを外部大気に排出するための２本の流体排出路３３が第１ブロック２ａの内部に形成されている。
【００２７】
またボビン１６の内周と外周固定部１８ａとの間や、第１ブロック２ａとボビン１６の円筒部１６ａの挿入部分との間で外周流通溝２２を挟む２箇所には、軸受用流体Ｆｂの漏出を防ぐためのシール材３４，３５が設置されている。
【００２８】
以上の構成の電磁式比例弁１は、ソレノイド３に入力する電流値の大きさに比例させて開度制御弁１５の通過開度を制御し、それにより開度制御弁１５に通過させる主流体Ｆｍの流量や圧力を増減制御するものである。
【００２９】
以下に本実施の形態の電磁式比例弁１の作動について説明する。図２において、まず電磁式比例弁１の初期操作としてソレノイド３のコイル１７に接続する図示しない制御装置を操作し、コイル１７への入力電流値を０として磁束を発生させずにソレノイド３におけるプランジャ１９の吸引を停止させた状態としておく。このときプランジャ１９は圧縮ばね２０から受けるばね力によりソレノイド３から突出する前進方向に押圧移動されることになり、プランジャ１９に連結されているダイヤフラム１０が弁座１２に密着閉止して開度制御弁１５が閉弁状態となる。
【００３０】
このようにして主流体供給ポート１４と主流体出力ポート１３との連通を遮断した状態で、次に図示しない圧縮空気供給源を操作して主流体供給ポート１４に圧縮空気（主流体Ｆｍ）を供給する。このとき開度制御弁１５が完全に閉弁状態となっているため通過孔１１まで導入された主流体Ｆｍのほとんどはその流通を止められるが、そのうちの一部の主流体Ｆｍが軸受用流体供給路３１を介して抽気され、軸受用流体Ｆｂとしてボビン１６の外周流通溝２２にまで導入される。
【００３１】
この外周流通溝２２に導入された軸受用流体Ｆｂは、ボビン１６の外周流通溝２２に均等にゆきわたって各連通孔２４を介して流通チャンバ２３に流入し、多孔質材料のエアベアリング２１を浸透通過してその内周側に位置するプランジャ１９の側面全体に向けて均等に噴射される。
【００３２】
このプランジャ１９の側面に噴射された軸受用流体Ｆｂは、エアベアリング２１とプランジャ１９との間の隙間で薄い流体膜を形成してプランジャ１９の外周側面を全周にわたって押圧し、その結果プランジャ１９はエアベアリング２１と直接接触することなく流体膜によってその姿勢を支持されるようになる。ここで静圧気体軸受が多孔質材料で形成されたエアベアリング２１であることから、プランジャ１９の外周側面に対して軸受用流体Ｆｂの噴射を均等に分散させて行うことができ、流体膜を好適に形成してプランジャ１９を良好に支持することができることになる。
【００３３】
薄い流体膜となってプランジャ１９の外周を支持した軸受用流体Ｆｂは、プランジャ１９の側面に沿って第１流体圧室８またはボビン１６内部の冷却用チャンバ２５のどちらかに流れ込む。第１流体圧室８に流れ込んだ軸受用流体Ｆｂは２本の流体排出路３３を介して外部大気に排出され、冷却チャンバ２５に流れ込んだ軸受用流体Ｆｂは各冷却孔２６を介してコイル１７の内周に導入されてコイル１７を構成する導線の隙間を通過してコイル１７を冷却したのちに外部大気に排出される。
【００３４】
このようにプランジャ１９が軸受用流体Ｆｂにより支持されている状態となってはじめて電磁式比例弁１は通常の作動が行える状態となる。この状態で図示しない制御装置を操作してコイル１７への入力電流を増減変化させることにより、その入力電流値に対してソレノイド３のプランジャ吸引力が比例変化し、このプランジャ吸引力と圧縮ばね２０のばね力との釣り合いによってプランジャ１９の進退移動変位を入力電流値に対して比例制御することができる。そのプランジャ１９の進退移動変位に対して開度制御弁１５の通過開度も比例的に増減制御されることになり、その結果、主流体出力ポート１３に出力される主流体Ｆｍの通過量は入力電流値に対して比例的に増減制御されることになる。
【００３５】
このように開度制御弁１５を開弁状態としている際に、軸方向に進退移動するプランジャ１９はエアベアリング２１との間に形成された薄い流体膜のみによって支持されているため、他の部材と摺接せずに摩擦抵抗を受けることなく進退移動することができる。したがってプランジャ１９を移動させるばね力およびソレノイド３の吸引力の損失が極めて小さいものとなり、プランジャ１９は円滑な進退移動が可能となる。このため、入力電流値に対するプランジャ１９の進退移動変位の線形比例特性においてリニアリティが良好となり、かつヒステリシスが低減され、すなわち入力電流値に対する電磁式比例弁１の比例制御性が大幅に向上することになる。
【００３６】
したがって以上により本実施の形態の電磁式比例弁１は、摺動部材であるプランジャ１９の摩擦を低減して作動精度、調整精度および耐久性について向上させたものとなっている。またプランジャ１９の進退移動が円滑となってソレノイド３の必要吸引力が低下することから、コイル１７の低電力化および小型化を図ることもできる。
【００３７】
また冷却チャンバ２５から冷却孔２６を介してコイル１７の内部に軸受用流体Ｆｂが通過して排出されることで、コイル１７に発生した熱が効果的に排出される冷却作用が働くことになるため、コイル１７の発熱による温度上昇を押さえることができる。
【００３８】
なお、エアベアリング２１などの静圧気体軸受に供給する軸受用流体Ｆｂは、圧縮空気などの正圧気体のみが適用可能である。したがって本実施の形態の電磁式比例弁１は軸受用流体Ｆｂを抽気する主流体Ｆｍは正圧気体のみが適用されるものとなり、すなわち電磁式比例弁１は正圧気体の通過量を入力電流値により比例制御する用途にのみ用いられる。また軸受用流体Ｆｂを主流体Ｆｍの一部から抽気して供給していることにより、軸受用流体Ｆｂの供給源を特別に設ける必要がないため設備の簡素化が図れることになる。
【００３９】
また本実施の形態の電磁式比例弁１は、その主流体出力ポート１３に流量センサまたは圧力センサを備え、そこからの検出値に基づいて開度制御弁１５の通過開度をフィードバック制御することで、流量制御弁または圧力制御弁を構成することができる。
【００４０】
図３は本発明の第２の実施の形態である電磁式比例弁の断面図であり、図３（Ａ）は同図（Ｂ）における３Ａ−３Ａ線に沿う断面図であり、図３（Ｂ）は同図（Ａ）における３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。この図においては、図２に示した電磁式比例弁と共通する部材や形状部分には同一の符号が付されている。本実施の形態の電磁式比例弁は、軸受用流体Ｆｂとして利用する正圧気体を、静圧気体軸受に専用に独立して供給するものである。
【００４１】
図３において、本実施の形態の電磁式比例弁１０１が有する軸受用流体供給路１３１は、第１ブロック１０２ａの側面に形成した軸受用流体供給ポート１３６からボビン１６の外周流通溝２２まで連通するよう第１ブロック１０２ａの内部に形成されている。この軸受用流体供給ポート１３６には図示しない圧縮空気供給源などが接続され、電磁式比例弁１０１を作動させる際には常に正圧気体を供給するようにしておく。
【００４２】
このような構成の本実施の形態の電磁式比例弁１０１にあっては、主流体Ｆｍと軸受用流体Ｆｂをそれぞれ個別に独立して供給するものであり、また電磁式比例弁１０１の内部においても各流体Ｆｍ，Ｆｂは混合することなく完全に隔絶されて流通するものであるため、各流体Ｆｍ，Ｆｂは異なる形態のものを適用することができる。つまり軸受用流体Ｆｂについては前述したように正圧の気体でなければならないが、それに対して主流体Ｆｍは真空圧のように負圧気体で供給したり、または主流体Ｆｍを圧油などの液体などで供給することも可能となる。また前記の第１の実施の形態と比較しても軸受用流体Ｆｂを主流体Ｆｍから抽気しない分だけ主流体Ｆｍの供給損失をなくし安定させることができる利点もある。
【００４３】
図４は本発明の第３の実施の形態である電磁式比例弁の断面図であり、図４（Ａ）は同図（Ｂ）における４Ａ−４Ａ線に沿う断面図であり、図４（Ｂ）は同図（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。この図においては、図２、図３に示した電磁式比例弁１，１０１と共通する部材や形状部分には同一の符号が付されている。本実施の形態の電磁式比例弁は、軸受用流体Ｆｂとして利用する正圧気体を静圧気体軸受に専用に独立して供給したのち、流体圧室８，９で主流体Ｆｍと合流させて主流体供給ポート２１４または主流体出力ポート２１３のいずれかから排出するものである。
【００４４】
図４において、本実施の形態の電磁式比例弁２０１が備える第１ブロック２０２ａの内部には流体排出路３３（図２参照）が形成されておらず、また第１流体圧室８と第２流体圧室９の間にはダイヤフラムではなくリング形のシール材２３７が挟まれているだけであり、すなわち第１流体圧室８と第２流体圧室９は一体に連通形成されて主流体供給ポート２１４と主流体出力ポート２１３および第１ブロック２０２ａとプランジャ２１９との間の隙間にだけ連通する構成となっている。なお、本実施の形態では、弁座１２の通過孔１１には主流体出力ポート２１３が連通し、第２流体圧室９は主流体供給ポート２１４が連通している。
【００４５】
また弁座１２に対向する側のプランジャ２１９の端面に開閉弁シール材２１０が取り付けられており、開度制御弁２１５はこのプランジャ２１９の開閉弁シール材２１０とこれに密着して通過孔１１が閉止される弁座１２とで構成するポペット弁となっている。コイル１７への入力電流値に比例変化してプランジャ２１９が進退移動することにより、それに比例変化して開度制御弁２１５の通過開度が増減することになる。
【００４６】
なお、前述したように正圧気体である軸受用流体Ｆｂを主流体Ｆｍに混合することになるため、本実施の形態の電磁式比例弁２０１が用いることのできる主流体Ｆｍは正圧気体に限られる。
【００４７】
また開度制御弁２１５が閉止している状態では軸受用流体Ｆｂは必ず主流体供給ポート２１４から流出させることになるが、その場合に主流体Ｆｍの供給圧力が軸受用流体Ｆｂの供給圧力を超えて大きくなると、エアベアリング２１において主流体Ｆｍが逆流してしまうことになる。このような逆流を防ぐために、主流体Ｆｍの供給経路には必ずリリーフ弁などの圧力設定用のレギュレータを取り付け、主流体Ｆｍの供給圧力を軸受用流体Ｆｂの供給圧力より低く設定する必要がある。
【００４８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、プランジャ２１９の外周側面に軸受用流体Ｆｂを噴射してそれとの間に薄い流体膜を形成する静圧気体軸受は上記実施の形態のように多孔質材料で構成されるエアベアリング２１に限定されるものではなく、他にも側面に径の小さい噴射孔を多数形成した円筒形状部材などで構成する静圧気体軸受なども適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、開度制御弁に連結して駆動する可動鉄心の側面を、軸受用流体を噴射して形成した流体膜で支持するため、可動鉄心の進退移動における摩擦を低減して電磁式比例弁の作動精度、調整精度を向上させることができる。
【００５０】
また本発明によれば、静圧気体軸受が多孔質材料で形成されたエアベアリングであることで、可動鉄心の側面に対する軸受用流体の噴射を均等に分散させて行うことができ、流体膜を好適に形成して可動鉄心を支持することができる。
【００５１】
また本発明によれば、軸受用流体は主流体から一部抽気した流体とすることで、軸受用流体の供給源を特別に設ける必要がないため設備を簡素化することができる。
【００５２】
また本発明によれば、軸受用流体が主流体から独立して供給されるものとすることで、軸受用流体を主流体から抽気しない分だけ主流体の供給損失をなくし安定させることができる。
【００５３】
また本発明によれば、開度制御弁がダイヤフラム弁で構成されていることで耐食性や耐久性の高いものとなり、かつ軸受用流体が主流体から独立して供給されて静圧気体軸受を通過した後の軸受用流体の流通経路と主流体の流通経路とがダイヤフラム弁により隔絶されていることで、主流体と軸受用流体は異なる形態のものを適用することができる。
【００５４】
また本発明によれば、ボビンの収容穴に導入された軸受用流体をコイルにまで導入する冷却孔が形成されていることで、コイルの内部に軸受用流体を通過させて熱を効果的に排出する冷却効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態である電磁式比例弁を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１における２Ａ−２Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は図１における２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】第２の実施の形態である電磁式比例弁の断面図であり、（Ａ）は（Ｂ）における３Ａ−３Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における３Ｂ−３Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】第３の実施の形態である電磁式比例弁の断面図であり、（Ａ）は（Ｂ）における４Ａ−４Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１        電磁式比例弁
２        弁ブロック
２ａ      第１ブロック
２ｂ      第２ブロック
３        ソレノイド
４        ハウジング
４ａ      端板部
４ｂ      側板部
４ｃ      貫通溝
５        切り欠き部
６        固定ねじ
７        ロックナット
８        第１流体圧室
９        第２流体圧室
１０      ダイヤフラム
１０ａ    コンボリューション
１０ｂ    円形閉止部
１１      通過孔
１２      弁座
１３      主流体出力ポート
１４      主流体供給ポート
１５      開度制御弁
１６      ボビン
１６ａ    円筒部
１６ｂ    円形フランジ
１７      コイル
１８      固定ステム
１８ａ    外周固定部
１８ｂ    調整ねじ
１８ｃ    挿入穴
１９      プランジャ（可動鉄心）
１９ａ    挿入端部
１９ｂ    大径部
１９ｃ    中径部
１９ｄ    小径部
２０      圧縮ばね（押圧弾性部材）
２１      エアベアリング（静圧気体軸受）
２２      外周流通溝
２３      流通チャンバ
２４      連通孔
２５      冷却用チャンバ
２６      冷却孔
２７      ねじ孔
２８      円筒キャップ
２９      ばね圧力室
３０      結合円板
３１      軸受用流体供給路
３２      鋼球
３３      流体排出路
３４，３５  シール材
１０１    電磁式比例弁
１０２    弁ブロック
１０２ａ  第１ブロック
１０２ｂ  第２ブロック
１３１    軸受用流体供給路
１３６    軸受用流体供給ポート
２０１    電磁式比例弁
２０２ａ  第１ブロック
２１０    開閉弁シール材
２１３    主流体圧出力ポート
２１４    主流体圧供給ポート
２１５    開度制御弁
２１９    プランジャ
２３７    シール材
Ｆｍ      主流体
Ｆｂ      軸受用流体
【図１】
2005061443.tif 000003
【図２】
2005061443.tif 000004
【図３】
2005061443.tif 000005
【図４】
2005061443.tif 000006